다음 회로는 연산증폭기를 이용한 정전압조정기이다. 출력전압 [V]는?
2017년 국가직 9급 전자공학개론 18번
2017년도 시행 • 18번 문항
💡 정답 및 상세 해설 확인하기
정답: 3번
■ 1단계: 비반전 및 반전 단자 전위 확인
• 비반전 단자($V_+$)에 제너 다이오드가 연결되어 있으므로:
$$V_+ = V_Z = 2.5\text{ V}$$
• 가상 단락(Virtual Short) 조건에 의해 반전 단자 전위도 동일합니다:
$$V_- = V_+ = 2.5\text{ V}$$
■ 2단계: 피드백 회로망의 전압 분배 관계 분석
• 출력 전압 $V_o$가 직렬 연결된 두 개의 $4.7\text{ k}\Omega$ 저항에 분배되어 반전 단자($V_-$)에 인가됩니다:
$$V_- = V_o \times \frac{4.7\text{ k}\Omega}{4.7\text{ k}\Omega + 4.7\text{ k}\Omega} = \frac{1}{2}V_o$$
■ 3단계: 출력 전압($V_o$) 계산
• $V_- = 2.5\text{ V}$를 대입하여 정리:
$$2.5\text{ V} = \frac{1}{2}V_o \implies V_o = 5\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 출력전압 $V_o$는 5 V (③번)
• 비반전 단자($V_+$)에 제너 다이오드가 연결되어 있으므로:
$$V_+ = V_Z = 2.5\text{ V}$$
• 가상 단락(Virtual Short) 조건에 의해 반전 단자 전위도 동일합니다:
$$V_- = V_+ = 2.5\text{ V}$$
■ 2단계: 피드백 회로망의 전압 분배 관계 분석
• 출력 전압 $V_o$가 직렬 연결된 두 개의 $4.7\text{ k}\Omega$ 저항에 분배되어 반전 단자($V_-$)에 인가됩니다:
$$V_- = V_o \times \frac{4.7\text{ k}\Omega}{4.7\text{ k}\Omega + 4.7\text{ k}\Omega} = \frac{1}{2}V_o$$
■ 3단계: 출력 전압($V_o$) 계산
• $V_- = 2.5\text{ V}$를 대입하여 정리:
$$2.5\text{ V} = \frac{1}{2}V_o \implies V_o = 5\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 출력전압 $V_o$는 5 V (③번)